[發明專利]基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法

在審

• 申請號: 202211215197.1
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN116091594A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 呂崢健;吳存君;唐善輝;陳田冬
• 申請（專利權）人: 浙江安勝科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T1/00;G06V20/62;G06V30/146;G06V10/82;B23K26/362;B23K26/70
• 代理公司: 北京創智合源知識產權代理事務所(普通合伙) 16092
• 代理人: 馬金華

本發明公開了一種基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法，涉及計算機視覺識別領域。該方法包括標定和對位兩個階段，其中，標定流程通過等角度間隔采集的保溫器皿或真空器皿圖片實現自動計算圖像坐標和角度的換算公式，對位流程根據定位到的LOGO定位基準坐標計算需要旋轉的角度，實現視覺反饋對位。本發明采用視覺方式代替人工對位的方式，在速度上能夠滿足流水線的全自動不間斷生產需要，在生產效率上得到極大提升，提高了保溫器皿或真空器皿打標精度的穩定性，可實現全自動化的打標流程。

技術領域

本發明涉及計算機視覺識別技術領域，具體涉及一種基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法。

背景技術

激光打標，作為一種現代精密加工方法，與印刷、機械刻劃、電火花加工等傳統的加工方法相比，具有免維護、靈活性高、可靠性高等優勢，在五金制品領域得到廣泛應用。現有的保溫器皿或真空器皿打標主要以人工打標為主。打標時工人將保溫器皿或真空器皿的底部卡在專用治具上，使用工作臺上固定的線激光將用作定位基準的LOGO與線激光進行對位，然后人工操作打標機進行打標。人工對位的精度因人而異，長時間操作還會因為人員疲勞導致精度下降，人工打標無法做到與產線連線實現全自動化生產。

現有技術中，余德山等人發明的一種圓柱體產品自動找正視覺打標系統，其同樣使用回轉裝置帶動圓柱狀產品轉動實現在柱面上多處位置打標，并使用視覺來輔助找正。張亮等人的旋轉打標機同樣具有旋轉機構帶動樣品旋轉，其視覺部分主要側重在打標過程中對打標質量進行監控，剔除打標不合格的產品。上述現有技術均不具備對柱面特征進行對位的功能，且使用固定治具僅對少部分形狀規則的樣品有效，定位精度不高。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明旨在于提供一種用計算機視覺代替人工對位的方式，在速度上能夠滿足流水線的全自動不間斷生產需要，且定位精度高的基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法，包括步驟：

S1、選定定位基準，訓練獲得YOLOv3-tiny定位模型；

S2、執行標定流程，通過等角度間隔采集的器皿圖片實現LOGO圖像基準特征坐標的自動定位，基于定位到的基準特征坐標和對應角度，擬合坐標和角度的換算公式；

S3、執行對位流程，根據定位到的LOGO定位基準坐標計算需要旋轉的角度，實現視覺反饋對位。

優選地，在上述的基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法中，所述標定流程包括步驟：

S21、人工將器皿放置在治具上，通過相機獲取當前器皿的圖像并顯示在界面上，將定位基準對位到界面上的標記位置；

S22、將該標記位置設定為對位的零位，控制器皿在零位兩側設定角度范圍內按照設定的角度間隔步進旋轉，同時觸發相機采集對應角度的圖像；

S23、基于YOLOv3-tiny定位模型定位步驟S12中采集的圖像中LOGO的基準特征坐標；

S24、基于定位到的基準坐標集合和對應圖像的角度集合，擬合坐標和角度換算的換算公式，換算公式為線性模型a′＝kx+b，其中k、b為待計算的系數，使用式計算樣本實際角度a_i和預測角度a′_i的偏差平方和，依據偏差平方和最小的原則，利用最小二乘法擬合系數k和b；